《14.2热机的效率》教学设计

【教学目标】 
知识与技能 
1、知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能; 
2、知道什么是燃料的热值和单位，会查燃料热值表. 
过程与方法 
1、从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念。 
2、能简单计算某种燃料完全燃烧放出的热量。 
3、能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。 
情感态度与价值观 
结合有效利用燃料的途径，使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义。
【教学重难点】 
重点是燃料热值的概念和理解，热机的效率。 
难点是对热机的效率的理解。 
【教学方法】 
启发式教学法，自主学习法，点拨法，展示交流法
【教学准备】
课前收集的燃料的图片、多媒体课件等

【教学过程】 
自学质疑阶段

根据我校的实际情况，我运用翻转课堂的教学方式进行授课，先让学生提前自学本节课，阅读课本学习基础内容，观看微课关注重点内容，小组讨论解决疑难问题，在线测学自测自学效果。

训练展示阶段

教师根据自学反馈制定疑难突破点

突破过程：

从原始人类学会用火的那天起，至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的，火的利用给人类社会带来了进步。时至今日，我们的日常生活都离不开燃料的帮助。例举一下生活中我们可以使用哪些燃料？ 
交流总结：燃料的种类很多,固体燃料有木柴、煤等,液体燃料有汽油、柴油等,气体燃料有煤气、天然气等。 
生活中的燃料很多，我们在日常生活中用来取暖和煮饭的燃料也在发生巨大的变化，木柴、煤炭、液化石油气、煤气、天然气等，为什么会出现这样的变化呢？ 
思考： 
1、哪些燃料比较省资源？为什么？ 
2、一个四口之家使用不同的燃料烧水做饭，一个月使用木柴约200kg，煤约90kg,液化气约30kg，秸秆约400kg。为什么燃料的消耗量是不同的？

3、怎么比较燃料燃烧放热的能力？ 
突破一：热值的理解

定义：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫热值。q=Q/m

热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。

☆1.热值的定义中是指燃料完全燃烧放出的热量，是实际燃烧很难达到的一种状态。

☆2.仅与燃料的种类有关。同种燃料的热值是定值，不同燃料的热值一般不同

☆3.热值是燃料的一种特性，与燃料燃烧的质量和燃烧情况都无关。

过渡：热值数值上1kg燃料完全燃烧放出的热量，但生活中我们并不只燃烧1kg燃料，燃烧放出的热量怎么算？

突破二：燃烧放出的热量计算

 Q=mq或
 Q=vq

Q：燃料完全燃烧释放的能量

ｑ：燃料的热值

ｍ：燃料的质量

v： 气体燃料的体积

公式的学习需要分清已知物理量与所求物理量。

学以致用：求4kg柴油完全燃烧释放的热量。

解：Q=mq

   =4Kg×4.3×10⁷J/Kg

   =1.72×10⁸ J

完全燃烧释放的热量为1.72×10⁸ J

（根据学生的作答情况选择是否讲解。公式比较简单预计情况比较好。）

过渡:如果一辆卡车燃烧这些柴油是不是这些能量全部转化成机械能了呢？

实际生活中热机的燃料的燃烧很难达到完全燃烧，而燃烧的一部分又不能全部转化成有用功。

思考：在内燃机中燃料燃烧释放的能量都去哪了？

尝试回答能量的去向。

根据热机的工作过程分析可能散失能量的地方：①强调燃气内能并不是完全燃烧的结果，即实际燃烧过程就有一部分能源不能充分燃烧而损失；

②排气冲程废气带走的热量；

③四个冲程中只有做功冲程发生了能量转化，其他冲程中活塞的动能和摩擦产生的能量都是额外功，这些能量损失了。

引导学生思考计算效率的方法:

学以致用：8.用天然气灶烧水，燃烧0.5m³的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃.天然气热值7.0×10⁷J/m³求：

（1）天然气完全燃烧放出热量

（2）水吸收的热量

（3）天然气灶的效率

做该题目的同时复习了13章内能的部分内容，比热容的相关计算。

引导学生发现能源的利用中，最后有用功的部分只是较少的一部分，例如：蒸汽机的效率只有6%-15%，汽油机的效率可以达到20%－30%，柴油机的效率可以达到30%－40%。

让学生体会到能量的利用率其实是很低的，启发学生思考提高能源利用的方法。

热机的效率是热机性能的重要指标，提高热机效率有何意义，怎么样提高热机效率？

提高热机效率的意义：提高热机效率可以节省燃料，减少污染。

提高热机的效率的方法： 1.尽量使燃料充分燃烧；2.设法利用废气带走的热量 。（引导学生从能量散失的途径去思考。）

展示与点评过程：

1. 选择题使用智慧课堂全体答题，根据答题结果选择讲解内容。

2. 计算题根据难度选题部分同学展示，并相应同学点评。

3. 预设讲解的题目是第6题。

小结：

对应目标自检达到的效果

1. 是否理解热机的含义及相关影响因素；

2. 燃料燃烧释放的热量计算；

3. 热机的效率计算；

4. 提高能源利用率的意义和方法。